公路工程弃土场安全风险评估方法研究论文_王雪松

贵州省公路局 贵州省贵阳市 550001

摘要:公路工程弃土场的稳定性对公路建设和运营过程起重要作用,适合的评估方法对弃土场安全评估有重要作用,采取相应的风险评估方法是十分必要的。本文结合具体案例对公路工程弃土场的风险评估方法进行阐述。

关键词:公路工程;弃土场;风险评估;方法

1.国内目前弃土场风险评估现状

目前,针对施工前和施工过程中的弃土场的安全风险评估没有确定的方式和方法,在初步设计阶段可以按照《地质灾害危险性评估规范》对危险性较大的地质隐患点是进行过地质灾害危险性评估的,但是对公路工程施工中的弃土场不一定全部覆盖。

2.弃土场施工风险评估的重要性

弃土场的施工安全和营运安全,涉及到的因素非常多,涉及到区域特殊地质条件、边坡稳定性、岩溶、水流通道、超载、施工过程,但是弃土场的施工安全和营运的安全对周边环境有着重要意义,尤其是在弃土场下方有人员密集场所或重要构造物的情况。

弃土场工程建设和运营期间可能引起工程风险的因素很多,其后果的严重程度也各不相同,所以风险分析体系中不可能考虑所有的因素。弃土场工程的建成和运营过程涉及社会诸多方面。施工期间和运营期间,社会环境、自然环境、施工环境、组织因素的不同,挡墙施工质量、弃土场建设以及设计简化的影响等等存在着较多的不确定性因素,加之现有的施工控制技术还不能很好地考虑各种随机因素对工程的影响,运营期间由于管理的缺失、自然灾害的影响等,各种事故也屡见不鲜。因此,在风险源识别过程中,对于那些发生可能性很小且造成后果又很轻微的危险因素,应及时排除在进一步的分析之外。而忽略或遗漏某些重要因素对于决策的科学化却又是很不利的。因此,通过风险源识别,拟定风险源的“轻重缓急”,以便于相关方了解工程存在多少关键风险源,从而有选择的采取风险应对策略,最大限度的清除工程“隐患”。

2015年12月20日,位于深圳市光明新区的红坳余泥渣土受纳场发生了特别重大滑坡事故,造成73人死亡、4人失踪,直接经济损失人民币8.8亿余元的后果。

所以,在弃土场建设过程和营运过程中,建立有效的指标体系并结合专家调查法对弃土场进行有效的风险分析,得出风险等级,采取有效措施降低风险,解决建设和营运过程中的事故隐患问题,是非常必要的。

3.弃土场风险评估案例

3.1弃土场概况

3.1.1弃土场基本概况

弃土场位于贵州省罗甸至望谟高速公路第八合同段K72+500右侧处,地处望谟县城郊,望谟境内地势东低西高,南低北高,最高海拔1718米,最低海拔375米,县城海拔550米。属亚热带季风湿润气候区,具有明显的春早、夏长、秋晚、冬短的特点。年均气温19℃,年均降雨量1200毫米,冬无严寒,夏无酷暑,雨热同季,是贵州的“天然温室”之一。全县生态良好,森林覆盖率达67.31%。

弃土场原地貌高程在541~593m之间,自然坡度在20~40°之间,出露基岩为灰岩、粉砂质泥岩等,强、中风化。斜向坡和切向坡等,现场踏勘无滑坡体,弃土方量共计约80000m3,平均弃土高度20m,弃土场场占地面积约4000m2。

3.1.2 地形地貌

项目区地处贵州西南部,场地隶属望谟县复兴镇所辖,交通较便利。弃土场地形为冲沟,地表多为强风化泥质砂土,覆盖层厚薄0.5~2m不均,局部见基岩出露。场区附近海拔541~596.6m,相对高差55.6m。

场区自然坡度在20~40°之间,出露基岩晚强中风化泥质沙岩和夹泥岩及灰岩,岩层走向与自然边坡呈切向或逆向,无顺层和滑坡体。

3.1.3水文、气象

望谟县位于贵州南部,地处云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带,属亚热带湿润季风气候,春早、夏长、秋晚、冬短。冬无严寒,夏无酷暑,雨热同季。年平均气温为19.2℃,年均降水量1200毫米左右,无霜期340天。弃土场汇水面积约10000m2;本地日最大降雨极值181.8mm;防护形式为坡面与顶面植草防护,且顶面同时要求植树,株距3米,行距2米,交错种植。

3.1.4地形、地貌和地质

本弃土场位于贵州省西南部的望谟县城郊望谟党校附近,在建罗望高速K72+500右侧,出露基岩晚强中风化泥质沙岩和夹泥岩及灰岩,岩层走向与自然边坡呈切向或逆向,无顺层和滑坡体。拟建挡墙下方为农用地和小溪流及林地。

3.2评估目的

K72+500右侧弃土场环境较复杂,项目建成后存在着诸多的不确定因素,任一环节的错误或疏忽,都会影响该区域安全。且多个风险因素的耦合往往最终导致边坡失稳导致事故的发生,造成不可挽回的经济损失和极坏的社会影响。

根据交通运输部《公路项目安全性评价规范》(JTG/TB50-2015)、《公路工程施工安全技术规范》、《贵州省交通运输厅关于印发<深入开展平安交通专项整治行动方案>的通知》(黔交安[2017]13号)等的要求,本项目属于“其他建设环境复杂、施工技术要求特殊”工程,需进行安全风险评估工作。

评估主要针对K72+500右侧弃土场现场现状和现场踏勘等资料进行现状安全评估,确定方案的风险程度,并根据评估结果提出修改或完善意见,供决策方参考,以便对弃土场安全现状作出决策与选择。

4.弃土场安全风险评估流程

4.1风险评估准备

4.1.1现场踏勘

为了收集本工程的的相关设计资料、调研工程所在地周边路网的实际情况,风险评估小组与项目负责相关人员进行现场踏勘。

现场查看主要立足于四个方面:建设条件、当前设计状态、环境条件、周围建筑物等。

4.1.2收集资料

主要收集与风险因素有关的技术资料、环境资料和人员资料。技术资料除包括本项目的设计图纸、既有工程的设计图及有关资料外,还包括当地类似工程技术资料、已建工程成功经验和失败教训、与本项目当地建设条件相适应的特殊建设环境、需要注意的一些技术薄弱环节。

环境资料包括:本项目区域特殊地质条件、边坡稳定性、岩溶、水流通道、超载等方面。

4.1.3技术交流

技术交流的侧重点有三个方面,即获取当地经验信息、与设计组交流、与相关人员的专题交流。

与设计组交流内容主要围绕本项目风险评估专题以及设计组对本项目关键问题的思考等,主要包括:专题研究开展的必要性、开展的主要内容、技术路线、方法及已取得的中间成果,设计中主要考虑的问题、对本项目区域环境、结构特性的考虑等。

4.1.4评估小组技术讨论

在收集资料,并对资料进行分析、整理后,为确保风险等级调查的可行性、有效性,评估小组对风险源、风险等级调查等相关问题进行了内部讨论,梳理风险源普查、筛选过程中可能存在的问题,并讨论当前确认的风险源的准确性、合理性。

4.2 评估方法

本项目风险评估主要采用专家调查法,并结合部分定量分析评估关键事态的风险等级。

5.风险源辨识

下面从建设条件、结构方案、施工和运营管理4个大方面进行风险源分析,并分析了风险源与风险事件之间的关系,给出了风险源的存在方式和产生的影响,梳理出地震风险、水文地质强降水风险、结构风险、施工风险、运营安全等主要风险源。

5.1建设条件风险源识别

针对本项目建设条件的复杂性和多变性,风险评估小组通过对建设环境和项目情况进行调查、分析以及向有关专家进行咨询,确定本项目建设条件可能存在的风险源有多项,比如弃渣挡墙设计可行性、地质条件、强降水、弃渣挡墙施工质量、施工地震风险、弃土场边坡坡率和平台设置控制、排水设施设置及运营风险等。以下将对本项目所存在的各种风险源进行分析。

5.1.1地震

地震一直以来都严重危害着人类的生命和财产安全。而我国又是世界上的多地震国家之一,地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。

从以往历次的地震害来看,弃土场易发生边坡和挡渣墙失稳使弃土或弃渣发生滑移造成事故。可以通过抗震设计在一定程度上预防和减轻损害。

本弃土场不处于地震活跃带和地质断带上,可不予考虑。

5.1.2强降水等

望谟县位于贵州南部,地处云贵高原向广西丘陵过渡的斜坡地带,属亚热带湿润季风气候,春早、夏长、秋晚、冬短。冬无严寒,夏无酷暑,雨热同季。年平均气温为19.2℃,年均降水量1200毫米左右,无霜期340天。弃土场汇水面积约20000m2;本地日最大降雨极值181.8mm;防护形式为坡面与顶面植草防护,且顶面同时要求植树,株距3米,行距2米,交错种植。

5.1.3 弃土场挡渣墙设计

弃土场挡渣墙结构设计需满足工程,是保证弃土场安全运营的关键,对弃土场本质安全的根本保证。

5.1.4 弃土场每级弃土(渣)边坡度、高度和平台宽度设置

弃土场合理设置每级弃土(渣)边坡度、高度和平台宽度是保证弃土场挡墙以上边坡稳定的重要保证。

5.1.5 排水实施设置

完善的排水设施能及时将雨水排出场区,减少弃土的含水量,有利于边坡保持稳定。

5.1.6 防洪

由于本弃土场不占用河滩和河流,不占用河道有效的泄洪断面,可以不考虑。

5.1.7边坡植被防护

在弃土场边坡和表面进行植被防护,植物根系能有效固定弃土和一定程度提高边边坡的稳定性。

5.1.8 周边环境条件影响分析

弃土场位于在建高速公路右侧,弃土场下方有河流和农用地及林地,环境条件较复杂。

5.1.9 各设施施工质量有效控制

严格按照设计和质量要求进行施工,合格的工程设施是实现本质安全的最佳保证。

5.2施工风险源识别

施工过程中的所有施工步骤均会对边坡稳定性产生重大影响,因此存在较大风险,均需进一步分析。

5.3运营管理风险源识别

本项目在将来的运营管理中,存在一定的不确定的因素,对项目实际情况进行调查、分析,确定运营管理当中可能存在的风险源主要为以下几两个方面:在强降水时排水不畅,使边坡和挡墙失稳,造成弃土发生坍塌或形成泥石流损坏耕地等是最大隐患之一;对边坡位移和沉降等观测不到位不能及时采取预控措施。

6.风险分析

6.1概述

考虑弃土场建设场地情况,地质、水文、强降水情况以及地震发生条件等,本次就选址、挡土墙设计等设计、施工期地质灾害、雨季水害、边坡失稳等风险进行评估。

6.2建设条件风险分析

根据本弃土场建设实际和以往弃土场建设经验,本弃土场建设过程中安全风险较大。

6.3设计风险

本弃土场主要考虑的弃渣挡墙的结构方案、每级边坡的稳定性和排水设施设置等风险评估的要求,需对设计理论、设计方案等进行评估。

6.4结构风险分析

挡渣墙可能存在结构设计问题、施工质量问题、结构耐久性问题等,边坡坡度设置不合理、边自稳能力差等;结构破坏使边坡失稳坍塌影响河流等存在安全隐患的问题。

6.5结构风险验算

由于弃土场应经设计单位专门设计,弃土场挡墙结构计算满足公路工程相关设计标准和规模,进行验算复核,须满足其规范要求。

6.5.1挡墙设计验算

由于本弃土场挡墙设置未实施,应进行专门设计和按照设计要求施工,满足安全要求。

6.5.2 边坡坡度设置评估

本弃土场未按设计进行设置,坡比大于1:1.25,存在较大风险。

6.5.3 排水系统设置评估

由于弃土场所在地强降水丰富,极值达181mm/24小时,未设置排水系统,风险较高。

6.5.4 植被防护评估

本弃土场在边上植草,在坡顶植树,有利于后期弃土的稳定,有利于防止水土流失,有利于边坡稳定。

6.5.5 周边环境条件影响分析

本弃土场周边环境较复杂,在北侧有河流等,在弃土场下方还有农用地和林地。

6.5.6 应急管理风险评估

弃土场投入使用的风险多样,风险事态发生的时间、种类等偶然性大,应综合考虑各种可能存在的风险因素,采取科学的应急预防措施保障安全。

未定期对挡墙和边坡建立沉降和位移观测及保持排水系统畅通措施,风险较高。

7.评估结论

风险评估结果汇总见下表7-1:

8.结论

本文通过对具体弃土场的风险评估过程,梳理出一个弃土场风险评估的具体思路,对其他弃土场评估有一定的参考意义。

论文作者:王雪松

论文发表刊物:《防护工程》2019年15期

论文发表时间:2019/12/4

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